[发明专利]一种内轮与外轮相分离的转速可控的吸引性磁悬浮轮子

权利要求书

1.一种内轮与外轮相分离的转速可控的吸引性磁悬浮轮子，其特征在于，包括：内轮、外轮、吸引性悬浮系统、牵引系统、导向系统、控制系统、通信系统和供电系统；

所述的吸引性悬浮系统提供吸引力，使外轮相对内轮悬浮；所述的牵引系统为外轮提供切向力，使外轮相对内轮运动；所述的导向系统利用吸引力维持内轮和外轮的相对位置保持不变，当内轮位置发生偏转，外轮也随之偏转，从而实现导向；所述的控制系统通过供电系统控制吸引性悬浮系统、牵引系统、导向系统所提供的力的大小，实现对轮子的控制，并通过通信系统与外界通信。

2.根据权利要求1所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的内轮和外轮为同心圆，且外轮的过中心轴线的任意截面呈半包内轮的过中心轴线的任意截面的形状；所述内轮开有中心通孔；所述的内轮的中心通过轴与轮子所安装的物体相连。

3.根据权利要求2所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，过内轮的中心轴线的任意截面为两个T型结构，且两个T型结构的尾端相对；所述外轮的过中心轴线的任意截面为C型结构，并且C型结构的A-B段和I-J段与内轮的两个T型首端下平面相平行，C-D段和G-H段与内轮的两个T型首端侧面相平行，E-F段与内轮的T型首端上平面相平行，C型结构的其他段以光滑曲线相连接。

4.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的吸引性悬浮系统包括2n个悬浮单元，n≥4；所述的悬浮单元包括悬浮初级、悬浮次级和悬浮气隙传感器；所述的悬浮初级为电磁铁，位于内轮；所述的悬浮次级为永磁体或金属板，位于外轮；所述的悬浮气隙传感器位于内轮或位于外轮；所述的悬浮初级产生的磁场与悬浮次级所产生的磁场相互作用以提供外轮相对内轮悬浮的悬浮力，使外轮相对内轮悬浮；所述的悬浮力为吸引力，悬浮力的方向与内轮半径方向一致。

5.根据权利要求4所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的电磁铁为直流激磁或交流激磁；所述的悬浮次级为U型次级。

6.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的牵引系统可由一个或多个牵引单元构成；所述的牵引单元包括牵引初级、牵引次级和位置传感器；所述的牵引初级为三相交流绕组，位于内轮，所述的牵引次级为金属板，位于外轮；或所述的牵引初级为三相交流轨道，位于内轮，所述的牵引次级为超导磁体，位于外轮；所述的位置传感器分布于外轮；所述的牵引初级与牵引次级所产生的磁场相互作用，为外轮运动提供切向力，所述切向力的方向沿外轮转动方向。

7.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的导向系统包括2m个导向单元，m≥4；所述的导向单元包括导向初级、导向次级和导向气隙传感器；所述的导向初级为电磁铁，位于内轮；所述的导向次级为永磁体或金属板，位于外轮；所述的导向气隙传感器位于内轮或外轮；所述的导向初级产生的磁场与导向次级所产生的磁场相互作用以提供导向力；所述的导向力为吸引力，并与内轮的中心轴线相平行。

8.根据权利要求7所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的电磁铁为直流激磁或交流激磁；所述的导向次级为U型次级。

9.根据权利要求7所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的导向系统在控制系统检测到外轮与内轮之间的气隙值大于设定的气隙阈值ε时，由控制系统发出指令调节导向力的大小，保持气隙值始终等于气隙阈值ε；所述ε为工艺设计时人为设定的气隙值。

10.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种内轮与外轮相分离的转速可控的磁悬浮轮子，其特征在于，所述的通信系统的通信方式包括有线方式和无线方式。